FR2900772A1 - Alternateur de vehicule - Google Patents

Abstract

Un alternateur de véhicule est décrit, comprenant une structure métallique supportant un stator ayant un enroulement d'armature et un rotor ayant un enroulement de champ. Une unité de redressement est montée de façon fixe sur la structure, afin de redresser une tension alternative induite dans l'enroulement d'armature lors de la rotation du rotor et comprend un empilement d'une ailette rayonnante à électrode positive, supportant sur celle-ci un élément de redressement à électrode positive, et une ailette rayonnante à électrode négative, supportant sur celle-ci un élément de redressement à électrode négative, entre lesquelles une feuille conduisant la chaleur ayant une propriété d'isolation est intercalée. La structure supporte sur celle-ci un couvercle isolant destiné à recouvrir l'unité de redressement. Le couvercle comprend une section d'englobement qui englobe collectivement l'élément de redressement à électrode positive et un voisinage associé pour empêcher que le courant d'air de refroidissement aspiré à l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement ne vienne frapper directement l'élément de redressement à électrode positive.

Description

ALTERNATEUR DE VEHICULE

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à des alternateurs de véhicule et plus particulièrement à un alternateur de véhicule agencé pour générer une tension élevée par exemple à 42 V. 2. Description de la technique apparentée Depuis ces dernières années, il existe une tendance accrue à l'augmentation du nombre et des types de composants électriques, ayant des consommations d'énergie accrues, qui sont installés sur des véhicules à moteur électrique. En outre, les véhicules à moteur électrique emploient de plus en plus de composants électriques fonctionnant à des puissances nominales élevées pour obtenir une sécurité et une commodité croissantes. Ainsi, le besoin d'un alternateur de véhicule (ensuite appelé alternateur) offrant une sortie de puissance élevée apparaît. Cependant, l'alternateur prévu pour 12 V, largement utilisé dans la technique apparentée pour satisfaire ces exigences est ainsi dans une situation difficile. De ce fait, il existe une demande accrue pour un alternateur très efficace devant être prévu pour générer une tension élevée, par exemple de 42 V. En outre, en vue de se conformer à une augmentation du nombre d'équipements et d'exigences différents pour assurer un espace de vie accru dans l'habitacle du véhicule, l'espace du moteur a été réduit et une tâche importante a été de miniaturiser l'alternateur. Par ailleurs, avec le développement des alternateurs dans des structures miniaturisées prévues pour des sorties de puissance élevées, les unités de redressement et les bobines de génération de puissance électrique tendent à fonctionner à des températures élevées et il devient plus important que ces composants générant de la chaleur soient refroidis à des fréquences élevées. Parmi ces composants générant de la chaleur, la bobine de génération de puissance électrique, située dans une zone radialement à l'extérieur d'un ventilateur de refroidissement, peut être refroidie de façon efficace avec un courant d'air de refroidissement évacué à partir du ventilateur de refroidissement même si la bobine de génération de puissance électrique présente la valeur thermique la plus importante parmi les autres parties constitutives de l'alternateur. Au contraire, 2 2900772

l'unité de redressement emploie des éléments de semiconducteurs (tels que des diodes) qui sont extrêmement sensibles aux températures de fonctionnement.. Ainsi, il est difficile de positionner les éléments de 5 semiconducteurs dans une zone à proximité de la bobine de génération de puissance fonctionnant à des températures élevées. De ce fait, une difficulté se présente pour obliger le courant d'air de refroidissement, généré par le ventilateur de refroidissement, à être directement évacué vers les éléments de 10 semiconducteurs pour les refroidir. De ce fait, c'est une pratique courante que l'unité de redressement soit située dans un trajet de ventilation à travers lequel le ventilateur de refroidissement aspire un flux d'air en tant que courant d'air de refroidissement, pour amener le courant d'air de 15 refroidissement, circulant à une vitesse progressive, à refroidir les éléments de semiconducteurs. Cependant, dans le cas où la température de fonctionnement à laquelle l'unité de redressement fonctionne augmente en raison du fonctionnement de l'alternateur présentant une structure 20 miniaturisée et fonctionnant à une puissance nominale élevée, le flux de courant d'air de refroidissement passant à une vitesse lente est inadéquat pour refroidir de façon efficace les éléments de semiconducteurs. Pour traiter un tel problème, une tentative a ce de fait été réalisée pour fournir un alternateur 25 formé suivant une structure telle que décrite dans la publication de demande de brevet non examiné japonais N 4-244 770. Avec un tel alternateur, un ventilateur de refroidissement à électrode négative supporte sur celui-ci un élément de 30 refroidissement à électrode négative et est maintenu en contact de butée avec une structure d'extrémité arrière. Par ailleurs, un ventilateur de refroidissement à électrode positive supporte sur celui-ci un élément de redressement à électrode positive et est maintenu en contact de butée avec un couvercle d'extrémité 35 métallique. Les ailettes de refroidissement sont axialement espacées les unes des autres d'une distance donnée pour fournir un espace libre axial servant de trajet de flux de ventilation pour laisser entrer le flux d'un courant d'air de refroidissement créé par un ventilateur de refroidissement.

Avec une telle structure, même si le courant d'air de refroidissement circule à une vitesse lente, l'unité de redressement est refroidie à une température basse dans une certaine mesure à l'aide de l'effet de conduction thermique.

Cependant, avec l'alternateur d'une telle structure de technique apparentée, un trajet de flux de ventilation est formé lors de la fourniture d'un espace libre axial accru entre les ailettes de refroidissement associées, ce qui entraîne une augmentation de la longueur axiale de l'alternateur, avec des obstacles à la miniaturisation de l'alternateur.

En outre, le courant d'air de refroidissement est la plupart du temps amené à circuler à travers le trajet de flux de ventilation défini entre les deux ailettes de refroidissement. De ce fait, si un courant d'air de refroidissement mélangé à de l'eau salée circule à travers un tel trajet de flux de ventilation, une corrosion a lieu sur l'élément de redressement à électrode positive et les câblages en raison de l'eau salée. En particulier avec l'alternateur prévu pour une tension de sortie élevée telle que 42 V, la corrosion de l'élément de redressement à électrode positive, exposé au trajet de flux de ventilation, est davantage accélérée.

En outre, du fait que l'ailette de refroidissement à électrode positive restant avec un potentiel de tension donné est maintenue en contact de butée avec le couvercle d'extrémité métallique, il y aura des risques qu'un courant de fuite circule à travers le couvercle d'extrémité à partir de l'ailette de refroidissement à électrode positive restant au potentiel de tension donné, provoquant une difficulté à obtenir une réalisation pratique.

RESUME DE L'INVENTION

La présente invention a été réalisée avec l'intention de traiter les problèmes ci-dessus et a pour but de fournir un alternateur de véhicule qui présente une dimension axiale réduite pour former une structure miniaturisée ayant cependant la capacité de refroidissement d'une unité de redressement améliorée tout en ayant la capacité de protection d'un élément de redressement à électrode positive d'une manière très fiable.

Pour atteindre le but ci-dessus, un premier aspect de la présente invention prévoit un alternateur de véhicule comprenant 4 2900772

un stator ayant un enroulement d'armature, un rotor ayant un enroulement de champ et une structure métallique supportant le stator et le rotor. Une unité de redressement est placée sur la structure au niveau d'une zone extérieure de celle-ci et 5 redresse une tension alternative induite dans l'enroulement d'armature lors de la rotation du rotor, qui comprend un élément de redressement à électrode positive, un élément de redressement à électrode négative et une ailette rayonnante à électrode négative portant sur celle-ci l'élément de redressement à 10 électrode négative. Un couvercle isolant est prévu, à l'aide duquel l'unité de redressement est recouverte. L'ailette rayonnante à électrode positive et l'ailette rayonnante à électrode négative sont axialement placées de façon adjacente l'une par rapport à l'autre entre la structure arrière et le 15 couvercle. Avec une telle structure d'alternateur de véhicule, du fait que l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive sont axialement placées de façon adjacente l'une par rapport à l'autre entre la structure arrière 20 et le couvercle, l'alternateur de véhicule est formé suivant une structure miniaturisée avec une longueur axiale raccourcie fournissant pourtant des performances de refroidissement fortement améliorées à l'unité de redressement. En outre, du fait que l'ailette rayonnante à électrode négative est maintenue 25 en contact avec la structure et que l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive sont axialement placées de façon adjacente l'une par rapport à l'autre, le trajet de conduction de chaleur est établi entre l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette 30 rayonnante à électrode positive. Ceci permet à l'unité de redressement de dégager de la chaleur vers la structure et le couvercle, en fournissant une capacité de refroidissement améliorée. En outre, la présence de l'ailette rayonnante à électrode 35 négative et de l'ailette rayonnante à électrode positive axialement placées de façon adjacente l'une par rapport à l'autre permet une réduction de la dimension axiale de l'alternateur de véhicule, en permettant de constituer l'alternateur de véhicule suivant une conception miniaturisée. 5 2900772

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive peuvent être empilées l'urne sur l'autre par l'intermédiaire d'une feuille conduisant 5 la chaleur et ayant une propriété d'isolation. Avec une telle structure, une répartition de température uniforme est obtenue dans l'unité de redressement et des performances de rayonnement de chaleur améliorées peuvent être obtenues entre l'ailette rayonnante à électrode négative et 10 l'ailette rayonnante à électrode positive, ce qui aboutit à des performances de refroidissement accrues de l'unité de redressement. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, l'ailette rayonnante à électrode négative peut être 15 assujettie de façon fixe à la structure en contact avec celle-ci. Avec une telle structure, du fait que l'ailette rayonnante à électrode négative est maintenue en contact direct avec la structure métallique, la chaleur développée dans l'ailette 20 rayonnante à électrode négative est transférée vers la structure métallique avec laquelle de la chaleur est dégagée en raison du courant d'air de refroidissement créé par le ventilateur de refroidissement lors de la rotation. Avec l'alternateur du véhicule du présent mode de 25 réalisation, l'électrode rayonnante à électrode positive peut être maintenue en contact direct avec le couvercle. Avec une telle structure, la capacité de refroidissement peut être améliorée, où la chaleur développée dans l'ailette rayonnante à électrode positive peut être délivrée au couvercle 30 par l'intermédiaire duquel de la chaleur peut être dégagée. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut. être maintenu en contact avec l'ailette rayonnante à électrode positive par l'intermédiaire d'une feuille conduisant la chaleur ayant une conductivité 35 thermique élevée. La feuille conduisant la chaleur permet que la chaleur soit transférée de l'ailette rayonnante à électrode positive vers le couvercle, ce qui aboutit à des performances de refroidissement améliorées de l'unité de redressement. 6 2900772

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut présenter une périphérie circonférentielle extérieure formée avec des ailettes dégageant de la chaleur. 5 La présence des ailettes dégageant de la chaleur sur la périphérie circonférentielle extérieure du couvercle permet que de la chaleur, transférée de l'unité de redressement au couvercle, soit dégagée de façon efficace vers l'atmosphère, ce qui entraîne une capacité de rayonnement thermique davantage 10 améliorée. Ceci permet à l'unité de redressement d'avoir des performances de rayonnement thermique accrues. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut être formé avec des ouvertures d'entrée d'air pour aspirer les flux d'air à l'intérieur du 15 couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement, et où l'ailette rayonnante à électrode positive peut comporter une périphérie intérieure formée avec au moins une saillie s'étendant radialement vers l'intérieur et exposée aux ouvertures d'entrée d'air. 20 Avec une telle structure, l'ailette rayonnante à électrode positive peut être refroidie avec le flux d'air circulant à travers l'ouverture d'entrée d'air, ce qui aboutit à des performances de refroidissement améliorées de l'unité de redressement. 25 Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, les ouvertures d'entrée d'air peuvent être formées dans le couvercle suivant des configurations de rayons et le couvercle peut comprendre une pluralité de parois de séparation s'étendant radialement, chacune d'elles sépare les ouvertures 30 d'entrée d'air qui sont adjacentes l'une à l'autre dans une direction circonférentielle et chacune d'elles est inclinée par rapport à un centre d'axe. Du fait que les parois de séparation sont inclinées par rapport à un axe central du couvercle, les ouvertures d'entrée 35 d'air ont pour effet de réduire l'entrée de matériaux étrangers à partir des ouvertures d'entrée d'air. En outre, les parois de séparation présentent des aires de surface accrues et présentent les effets des ailettes rayonnantes. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de 40 réalisation, la structure peut inclure une paroi surélevée s'étendant circonférentiellement, ayant une face d'extrémité axiale avec laquelle l'ailette rayonnante à électrode négative est maintenue en contact de butée, des fenêtres d'entrée d'air destinées à aspirer les flux d'air vers l'intérieur de la structure arrière, et des fenêtres de refroidissement de sortie d'air destinées à évacuer les courants d'air de refroidissement, créés par le ventilateur de refroidissement, vers l'extérieur de la structure arrière.

Avec une telle structure, le fait de permettre que l'ailette rayonnante à électrode négative soit montée sur la paroi surélevée formée sur la structure permet à la paroi surélevée de bloquer le mélange entre le flux d'air d'entrée et les flux d'air de sortie, en assurant ainsi un trajet de flux de ventilation comme prévu lors de la conception. En outre, l'engagement de butée entre l'ailette rayonnante à électrode négative et la paroi surélevée s'étendant circonférentiellement formée sur la structure permet que l'ailette rayonnante à électrode négative soit refroidie de façon efficace avec la structure qui est refroidie avec le courant d'air de refroidissement créé par le ventilateur de refroidissement. Ceci entraîne une augmentation des performances de refroidissement de l'unité de redressement.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, les fenêtres d'entrée d'air peuvent être formées dans des zones radialement vers l'intérieur de la paroi surélevée et ouvertes à des positions globalement et radialement identiques par rapport à celles où les ouvertures d'entrée d'air sont formées dans le couvercle.

Avec une telle structure, du fait que les fenêtres d'entrée d'air sont ouvertes aux positions globalement et radialement identiques par rapport à celles où les ouvertures d'entrée d'air sont formées dans le couvercle, la structure et le couvercle présentent des résistances à la ventilation plus faibles que celles où à la fois les fenêtres d'entrée d'air et les ouvertures d'entrée d'air sont formées à des positions radialement différentes.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, les fenêtres de refroidissement de sortie d'air peuvent comprendre des premières fenêtres de refroidissement de sortie d'air formées dans la structure arrière au niveau d'une zone de diamètre extérieure et des secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air formées dans des zones entre la paroi surélevée et la section de paroi en forme d'arc extérieure de la structure arrière pour permettre que des courants d'air de sortie, traversant les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air soient évacués vers l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative.

Avec une telle structure, du fait que les premières et secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air sont formées dans le couvercle, le courant d'air de refroidissement peut être évacué vers l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative, en fournissant une capacité de refroidissement efficace de l'élément de redressement à électrode négative.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air peuvent comporter des parties d'ouverture intérieures respectivement, qui sont placées en relation de face à face avec le ventilateur de refroidissement de sorte que les bords périphériques intérieurs sont situés radialement à l'intérieur par rapport à une partie de diamètre extérieure du ventilateur de refroidissement, et des parties d'ouverture extérieures, respectivement, qui sont formées en relation de face à face avec l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative.

Avec une telle structure, la partie du courant d'air de refroidissement, évacuée à partir du ventilateur de refroidissement, peut être dirigée de façon efficace vers l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative. Ceci permet que l'unité de redressement présente des performances de refroidissement accrues.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air peuvent comporter des pales fixes destinées à dévier un flux d'une partie d'un courant d'air de refroidissement de sortie créé par le ventilateur de refroidissement dans une direction axiale pour guider le flux de la partie du courant d'air de refroidissement de sortie vers l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative, et où les pales fixes peuvent comporter des faces d'extrémité axiales extérieures placées en relation de face à face avec l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative.

Avec la structure mentionnée ci-dessus, aucune interférence n'apparaît entre les courants d'air de refroidissement de sortie évacués à partir des secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air placées de façon adjacente l'une à l'autre par l'intermédiaire de la pale fixe, en empêchant ainsi l'apparition de flux turbulents. Ceci aboutit à des performances de refroidissement accrues de l'unité de redressement.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, la structure peut comprendre une section de structure, s'étendant circonférentiellement dans une zone placée à l'écart de la paroi surélevée, qui comporte une face d'extrémité axiale axialement à l'intérieur par rapport à une face d'extrémité axiale de la paroi surélevée pour définir une seconde ouverture d'entrée d'air entre la face d'extrémité axiale de la section de structure et l'ailette rayonnante à électrode négative, et où la seconde ouverture d'entrée d'air communique avec la fenêtre d'entrée d'air à une position de proximité immédiate avec la section de structure.

Avec les ouvertures d'entrée d'air simples formées dans le couvercle, il existe un risque pour que les ouvertures d'entrée d'air présentent une aire de surface d'ouverture totale inférieure aux ouvertures de sortie d'air (comprenant les première et seconde ouvertures de sortie d'air). Au contraire, la formation des secondes ouvertures d'entrée d'air dans des zones entre la face d'extrémité axiale de la section de structure de la structure et l'ailette rayonnante à électrode négative en communication avec les fenêtres d'entrée d'air permet une augmentation de l'aire de surface d'ouverture totale des ouvertures d'entrée d'air. Ceci entraîne une augmentation du volume de courant d'air de refroidissement, en fournissant des performances de refroidissement améliorées à l'unité de redressement.

En outre, du fait que les secondes ouvertures d'entrée d'air sont formées entre la face d'extrémité axiale de la section de structure de la structure et l'ailette rayonnante à électrode négative, les flux d'air traversant les ouvertures d'entrée d'air peuvent refroidir de façon efficace l'ailette rayonnante à électrode négative.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut inclure une section d'englobement qui englobe collectivement l'élément de redressement à électrode positive et un voisinage associé pour empêcher que le courant d'air de refroidissement aspiré à l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement ne vienne frapper directement l'élément de redressement à électrode positive.

Avec la structure présentée ci-dessus, aucun de l'élément de redressement à électrode positive et du voisinage associé n'est directement exposé aux flux d'air, en empêchant la corrosion de ces parties constitutives en raison de l'influence d'eau salée mélangée aux flux d'air.

En outre, du fait que l'élément de redressement à électrode positive et le voisinage associé sont recouverts du couvercle ayant une propriété d'isolation, il n'y a aucun risque pour qu'un courant de fuite circule à travers le couvercle à partir de l'ailette rayonnante à électrode positive ayant un potentiel de tension. Ceci entraîne une augmentation de la sécurité de l'alternateur de véhicule. Ceci fournit également un compromis entre les performances de refroidissement accrues de l'unité de redressement et un effet de protection accru de l'élément de redressement à électrode positive.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, la structure peut comporter une surface formée avec une paroi surélevée s'étendant circonférentiellement sur laquelle une unité de redressement est montée de façon fixe, où l'unité de redressement comprend en outre une feuille conduisant la chaleur prise en sandwich entre l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive, et où l'ailette rayonnante à électrode négative peut être montée sur la paroi surélevée de la structure en contact de butée avec celle--ci et supporte l'élément de redressement à électrode négative de sorte que l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative font face à la paroi surélevée de la structure. 11 2900772

Avec la structure mentionnée ci-dessus, du fait que l'unité de redressement est montée de façon fixe sur la paroi surélevée de la structure, l'unité de redressement peut présenter des performances de refroidissement accrues. En outre, l'ailette 5 rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive sont empilées l'une sur l'autre au moyen de la feuille conduisant la chaleur, l'alternateur de véhicule peut présenter une structure minimisée avec une dimension radiale raccourcie. En outre, du fait que l'ailette rayonnante à 10 électrode négative est montée sur la paroi surélevée de la structure en contact de butée avec celle-ci et supporte l'élément de redressement à électrode négative de sorte que l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative font face à la paroi surélevée 15 de la structure, l'unité de redressement peut présenter des performances de refroidissement accrues. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, la surface de la structure peut comporter une pluralité de pales fixes à extension radiale, s'étendant 20 radialement vers l'extérieur depuis la paroi surélevée pour définir une pluralité d'ouvertures de sortie d'air, où les pales fixes peuvent présenter des configurations profilées, respectivement, pour diriger une partie du courant d'air de refroidissement, créé par le ventilateur de refroidissement, 25 dans une direction axiale de la structure pour amener la partie du courant d'air de refroidissement à venir frapper l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément à redressement à électrode négative en vue du refroidissement. Avec une telle structure, la présence des pales fixes 30 s'étendant radialement permet à la partie du courant d'air de refrcidissement, créé par le ventilateur de refroidissement, d'être déviée dans une direction axiale de la structure pour amener la partie du courant d'air de refroidissement à venir frapper l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément 35 de redressement à électrode négative. Ceci aboutit à des performances de refroidissement accrues de l'unité de redressement. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut comprendre une section d'englobement qui recouvre collectivement l'ailette rayonnante à électrode positive, l'élément de redressement à électrode positive et des enroulements associés de façon étanche à l'air. Avec une telle structure, du fait que la section d'englobement recouvre l'ailette rayonnante à électrode positive et les enroulements associés, il n'y a aucun risque pour que ces parties constitutives souffrent de corrosion résultant des flux d'air mélangés à de l'eau salée. Ceci fournit une augmentation de la durée de vie de fonctionnement de l'alternateur de véhicule.

Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut comporter des fenêtres d'entrée d'air à travers lesquelles un flux d'air circule à l'intérieur de la structure lors de la rotation du ventilateur de refroidissement, où l'ailette rayonnante à électrode positive peut présenter une pluralité de saillies s'étendant radialement vers l'intérieur depuis une périphérie intérieure du couvercle devant être exposé aux fenêtres d'entrée d'air formées dans le couvercle en vue d'un refroidissement avec le flux d'air. Avec une telle structure, du fait que l'ailette rayonnante à électrode positive comporte les saillies s'étendant radialement vers l'intérieur depuis la périphérie intérieure du couvercle, l'ailette rayonnante à électrode positive peut être exposée aux flux d'air par l'intermédiaire des saillies. Ceci fournit une augmentation de l'effet de refroidissement de l'ailette rayonnante à électrode positive. Un autre aspect de la présente invention prévoit un alternateur de véhicule comprenant un stator ayant au moins un enroulement d'armature, un rotor ayant un enroulement de champ, une structure métallique supportant le stator et le rotor, au moins une unité de redressement montée sur la structure au niveau d'une zone extérieure de celle-ci et redressant au moins une tension alternative induite dans l'enroulement d'armature lors de la rotation du rotor, et au moins un couvercle isolant destiné à recouvrir une unité de redressement. L'unité de redressement comprend un élément de redressement à électrode positive, un élément de redressement à électrode négative, une ailette rayonnante à électrode positive, sur laquelle l'élément de redressement à électrode positive est monté, et une ailette rayonnante à électrode négative sur laquelle l'élément de redressement à électrode négative est monté. Le couvercle 13 2900772

comprend une section d'englobement qui englobe collectivement l'élément deredressement à électrode positive et un voisinage associé pour empêcher que le courant d'air de refroidissement aspiré à l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du 5 ventilateur de refroidissement ne vienne directement frapper l'élément de redressement à électrode positive. Avec la structure présentée ci-dessus, aucun élément parmi l'élément de redressement à électrode positive et les ailettes associées n'est directement exposé aux flux d'air. Ceci empêche 10 la corrosion de l'élément de redressement à électrode positive, due aux effets néfastes provenant de l'eau salée mélangée aux flux d'air. En outre, du fait que la section d'englobement du couvercle ayant une propriété d'isolation englobe l'élément de 15 redressement à électrode positive, il n'y a aucun risque pour qu'un courant de fuite circule à travers le couvercle à partir de l'ailette rayonnante à électrode positive ayant le potentiel de tension, ce qui contribue à une sécurité accrue. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de 20 réalisation, la structure peut comprendre une première structure, faisant face aux côtés avant du stator et du rotor et une seconde structure faisant face aux côtés arrière du stator et du rotor, où l'unité de redressement est montée sur au moins l'une de la première et de la seconde structures et recouverte 25 avec le couvercle. Avec la structure mentionnée ci-dessus, la présente invention peut être appliquée à un alternateur de véhicule ayant des unités de redressement montées sur les deux côtés de la structure. Par exemple, la présente invention peut être 30 appliquée à un alternateur d'une structure d'un type à structure en tandem comprenant un premier ensemble d'enroulements d'armature pour générer des sorties de puissance électrique à différents niveaux de tension (tels que par exemple 12 V et 42 V). 35 Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut avoir une périphérie circonférentielle extérieure formée avec des ailettes de rayonnement de la chaleur. Avec une telle structure, la présence des ailettes de 40 rayonnement de la chaleur formées sur le couvercle permet à l'unité de redressement d'avoir un effet de refroidissement accru sans provoquer d'augmentation du nombre des parties constitutives de l'alternateur. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, le couvercle peut être formé avec des ouvertures d'entrée d'air destinées à aspirer les flux d'air à l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement, et où l'ailette rayonnante à électrode positive comporte une périphérie intérieure formée d'au moins une saillie s'étendant radialement vers l'intérieur et exposée aux ouvertures d'entrée d'air. Avec une telle structure, dans un état où une majeure partie de l'ailette rayonnante à électrode positive est recouverte du couvercle, au moins une saillie de l'ailette rayonnante à électrode positive peut être exposée aux flux d'air en vue du refroidissement. Ceci entraîne une augmentation de l'effet de refroidissement de l'ailette rayonnante à électrode positive. Avec l'alternateur de véhicule du présent mode de réalisation, les ouvertures d'entrée d'air peuvent être formées dans le couvercle suivant des configurations de rayons et le couvercle peut comprendre une pluralité de parois de séparation s'étendant radialement, chacune d'entre elles sépare les ouvertures d'entrée d'air qui sont adjacentes les unes aux autres dans une direction circonférentielle et chacune d'entre elles est inclinée par rapport à un centre d'axe. Avec la structure présentée ci-dessus, la partie du courant d'air de refroidissement, créé par le ventilateur de refroidissement, peut être dirigée dans une direction axiale de la structure pour venir directement frapper l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative. Ceci entraîne une augmentation des effets de refroidissement de l'ailette rayonnante à électrode négative et de l'élément de redressement à électrode négative.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un alternateur de véhicule d'un mode de réalisation conforme à la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale de 40 l'alternateur de véhicule, représenté sur la figure 1, 15 2900772

représentant un état de fonctionnement afin d'illustrer la façon dont les flux d'air et le courant d'air de refroidissement circulent. La figure 3 est une vue en perspective représentant une 5 partie de formation de structure arrière de l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 1. La figure 4 est une vue en plan de la structure arrière représentée sur la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe transversale prise sur la 10 ligne A-A de la figure 4. La figure 6 est une vue en plan d'un couvercle faisant partie de l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 1. La figure 7 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne B-B de la figure 6. 15 La figure 8 est une vue en coupe transversale d'une forme modifiée de l'alternateur de véhicule du mode de réalisation représenté sur la figure 1.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES 20 A présent, des alternateurs de véhicule de divers modes de réalisation conformes à la présente invention sont décrits ci-dessous en détails en faisant référence aux dessins annexés. Cependant, la présente invention ne doit pas être interprétée comme étant limitée à de tels modes de réalisation décrits ci-25 dessous et des concepts techniques de la présente invention peuvent être mis en oeuvre en combinaison avec d'autres technologies connues et l'autre technologie ayant des fonctions équivalentes à de telles technologies connues. Dans la description suivante, des caractères de référence 30 identiques désignent des parties identiques ou correspondantes sur les plusieurs vues. Un alternateur de véhicule d'un mode de réalisation conforme à la présente invention est décrit ci-dessous en détails en faisant référence à la figure 1. 35 Comme indiqué sur la figure 1, l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation comprend un stator S ayant un enroulement d'armature 2, un rotor R ayant un enroulement de champ 3, des balais 4 par l'intermédiaire desquels le courant de champ est appliqué à l'enroulement de champ 3, des structures avant et arrière 5, 6 axialement espacées l'une de l'autre afin de supporter le stator S et le rotor R, une unité de redressement 7 destinée à redresser une tension alternative induite dans l'enroulement d'armature 2 et un couvercle 8 qui recouvre l'unité de redressement 7.

Le stator S comprend un noyau d'armature 9 ayant une paroi périphérique interne formée avec une pluralité de fentes espacées circonférentiellement et de façon équidistante (non représentées) et l'enroulement d'armature 2 enroulé sur le noyau d'armature 9 pour générer une tension alternative lors de la rotation du rotor R.

Le rotor R comprend un noyau de champ 11 et l'enroulement de champ 3 enroulé sur le noyau de champ 11. Avec une telle structure, un couple d'entraînement d'un moteur est transféré à l'arbre rotatif 10, qui est à son tour entraîné en rotation.

A cette fin, l'arbre rotatif 10 comporte une première extrémité (une extrémité gauche) sur laquelle une poulie 12 est supportée de façon fixe. Une courroie d'entraînement (non représentée) est mise sous tension entre la poulie 12 et une poulie (non représentée) du moteur (non représenté) à partir duquel le couple d'entraînement est délivré à l'arbre rotatif 10. En outre, l'arbre rotatif 10 comporte l'autre extrémité (une extrémité droite) supportant sur celle-ci une paire de bagues collectrices 13, auxquelles l'enroulement de champ 3 est électriquement connecté.

Le noyau de champ 11 comprend des noyaux de champ avant et

arrière lla, llb qui comportent des extrémités opposées auxquelles les ventilateurs de refroidissement 14, 15 sont assujettis de façon fixe par soudage en vue d'une rotation solidaire avec le rotor R.

Les balais 4 sont situés dans des zones autour des périphéries extérieures des bagues collectrices 13 en contact électrique avec celles-ci. L'arbre rotatif 10 tournant, les bagues collectrices 13 coulissent sur les balais 14 pour fournir le courant de champ à la bobine de champ 13.

La structure avant 5 est disposée sur un côté gauche du noyau de champ lia et supporte avec possibilité de rotation la première extrémité de l'arbre rotatif 10 par l'intermédiaire d'un roulement avant 16. La structure arrière 6 est disposée sur le côté droit du noyau de champ llb et supporte avec possibilité de rotation l'autre extrémité de l'arbre rotatif 10 par l'intermédiaire d'un roulement arrière 17. Les structures avant et arrière lia, lib prennent en sandwich le noyau d'armature 9 sur les extrémités axiales de celles-ci et supportent celui-ci en un emplacement fixe pour permettre aux roulements avant et arrière 16, 17 de supporter avec possibilité de rotation l'arbre rotatif 10. La structure avant 5 comporte une zone avant formée avec des fenêtres d'entrée d'air de ventilation 5a et une zone arrière formée avec des fenêtres de refroidissement de sortie de ventilation 5b. De la même manière, la structure arrière 6 comporte une zone arrière formée avec des fenêtres d'entrée d'air de ventilation 6a et des zones de diamètre extérieures formées avec des fenêtres de refroidissement de sortie de ventilation 6b, 6c. Les fenêtres de refroidissement de sortie de ventilation 6b, 6c de la structure arrière 6 seront décrites ci-dessous en détails. L'unité de redressement 7 comprend une pluralité d'éléments de redressement (tels que des diodes) 70, 71 formant un circuit de redressement à deux alternances, des ailettes de rayonnement de la chaleur 72, 73 formées avec des alésages de montage 72a, 73a, respectivement, sur lesquels les éléments de redressement 70, 71 sont ajustés serré et montés de façon fixe, et un bloc de raccordement 74 incorporant des électrodes de câblage des éléments de redressement 70, 71.

L'élément de redressement 70 joue le rôle d'un redresseur à électrode positive qui est électriquement connecté à une électrode positive d'une batterie montée sur un véhicule (non représentée) et l'élément de redressement 71 joue le rôle d'un redresseur à électrode négative qui est électriquement connecté à une électrode négative d'une batterie montée sur un véhicule. L'ailette de rayonnement de la chaleur 72 joue le rôle d'une ailette de rayonnement à électrode positive et comporte un alésage 72a sur lequel l'élément de redressement à électrode positive 70 est ajusté serré et assujetti de façon fixe. De la même manière, l'ailette de rayonnement de la chaleur 73 joue le rôle d'une ailette de rayonnement à électrode négative et comporte un alésage 73a sur l'élément de redressement à électrode négative 71 est ajusté serré et assujetti de façon fixe. Les éléments de redressement 70, 71 sont constitués d'un matériau approprié tel que par exemple du cuivre ayant une conductivité thermique élevée. Comme représenté sur la figure 1, l'unité de redressement 7 est agencée de sorte que les ailettes de rayonnement de la chaleur 72, 73 sont axialement empilées l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'une feuille conduisant la chaleur 18 ayant une isolation électrique. Avec une telle structure, l'ailette rayonnante à électrode négative 73 est assujettie de façon fixe à la structure arrière 6 en engagement de butée avec une face d'extrémité axiale 6da d'une paroi surélevée 6d (se reporter aux figures 3 et 4) dépassant axialement de la structure arrière 6. Le couvercle 8 est formé d'un produit en résine moulée formé en une forme pratiquement de cuvette ayant une propriété d'isolement électrique et assujetti de façon fixe à la structure arrière 7 en association avec l'unité de redressement 7 au moyen de boulons de fixation (non représentés) de façon à recouvrir les diverses parties constitutives (y compris l'unité de redressement 7 et les balais 4) situées dans des zones à l'extérieur de la structure arrière 6.

Le couvercle 8 comprend une section d'englobement 8a qui recouvre complètement une zone autour de l'élément de redressement à électrode positive 70 et le bloc de raccordement 74 de sorte qu'un flux d'air atmosphérique (un courant d'air de refroidissement), aspiré à partir du ventilateur de refroidissement 15, ne vienne pas directement frapper l'élément de redressement à électrode positive 70. Comme représenté sur la figure 1, la section d'englobement 8a comporte une zone périphérique extérieure 8aa, avec laquelle une périphérie extérieure de l'ailette rayonnante à électrode négative 73 est maintenue en engagement de butée, une paroi semi-circulaire s'étendant axialement 8ab avec laquelle l'ailette rayonnante à électrode positive 72 est maintenue en engagement de butée pour maintenir l'élément de redressement à électrode positive 70 et les environs associés dans un état d'étanchéité globale et hermétique. En outre, une feuille conduisant la chaleur (telle qu'une feuille de conduction de chaleur) présentant une conductivité thermique élevée peut être intercalée entre la paroi semi-circulaire 8ab du couvercle 8 et l'élément de redressement à électrode positive 70.

La paroi semi-circulaire 8ab du couvercle 8 est formée avec des ouvertures d'entrée d'air 8b qui sont ouvertes au niveau d'une face d'extrémité arrière du couvercle 8 pour aspirer les flux d'air à l'intérieur du couvercle 8 durant la rotation du ventilateur de refroidissement 15. Comme mieux représenté sur la figure 6, les ouvertures d'entrée d'air 8b sont formées dans le couvercle 8 le long d'une direction axiale de celui-ci et, comme représenté sur la figure 7, la paroi semi-circulaire 8ab du couvercle 8 entoure une pluralité de parois de séparation s'étendant radialement 8c qui sont inclinées par rapport à un axe central de l'alternateur 1.

En outre, l'ailette de rayonnement à électrode positive 72 comporte une périphérie intérieure semi-circulaire formée avec une pluralité de segments en saillie s'étendant vers l'intérieur et radialement 72a qui dépassent radialement vers l'intérieur par rapport à une périphérie intérieure de la paroi semi-circulaire 8ab du couvercle 8 dans les ouvertures d'entrée d'air 8b.

En outre, comme représenté sur la figure 6, le couvercle 8 présente une section de diamètre extérieure formée avec une pluralité de groupes d'ailettes rayonnantes s'étendant radialement 8d.

Ensuite, une configuration de la structure arrière 6 est décrite en détails ci-dessous.

Comme représenté sur les figures 3 et 4, la structure arrière 6 comporte une paroi arrière formée avec une partie de liaison à extension radiale 6h s'étendant radialement sur le centre de la structure arrière 6. La structure arrière 6 comporte une zone radialement centrale, formée avec un alésage rond 6e à travers lequel l'autre extrémité de l'arbre rotatif 10 s'étend, et une zone intermédiaire pratiquement radiale formée avec la paroi surélevée 6d qui chevauche la partie de liaison à extension radiale 6h de la structure arrière 6 suivant une configuration en arc semi-circulaire.

En outre, la structure arrière 6 comporte les ouvertures d'entrée d'air 6a qui sont formées suivant des formes d'arc circulaire, respectivement, pour introduire les flux d'air à l'intérieur de la structure arrière 6. En outre, la structure arrière 6 comporte une zone périphérique extérieure formée avec les fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b, 6c, agencées suivant des configurations d'arc semi-circulaire, respectivement, pour évacuer le courant d'air de refroidissement (ensuite appelé courant d'air de refroidissement de sortie), forcé par le ventilateur de refroidissement 15, vers l'extérieur de la structure arrière 6. La paroi surélevée 6d formée dans la zone intermédiaire globalement radiale de la surface arrière de la structure arrière 6 et comporte une face d'extrémité de vis-à-vis axiale 6da sur laquelle l'ailette rayonnante à électrode négative 73 est maintenue de façon fixe en engagement de butée de la manière représentée sur la figure 1. Les fenêtres d'entrée d'air 6a sont formées dans des zones annulaires situées radialement à l'intérieur de la paroi surélevée 6d en alignement global et radial avec les ouvertures d'entrée d'air 8b formées dans le couvercle 8. La structure arrière 6 comporte non seulement une première zone semi-circulaire 6i dans laquelle la paroi surélevée semi-circulaire 6d et les fenêtres d'entrée d'air 6a sont formées dans une zone segmentée radialement à l'intérieur de la paroi surélevée 6d mais également une seconde zone semi-circulaire 6j dans laquelle les fenêtres d'entrée d'air 6a sont formées dans des zones segmentées à des positions où la paroi surélevée 6d n'est pas formée. Les fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b, 6c comprennent des premières fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b, disposées dans une zone semi-circulaire de la structure arrière 6 sur une région de diamètre extérieure de celle-ci et des secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c disposées dans une autre zone semi-circulaire entre les premières fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b et la paroi surélevée 6d. Les premières fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b comprennent une pluralité d'ouvertures, formées dans une zone circonférentielle annulaire sur toute une circonférence de la structure arrière 6, à travers lesquelles, parmi les courants d'air de refroidissement de sortie évacués à partir du ventilateur de refroidissement 15, les courants d'air de refroidissement venant frapper principalement l'enroulement d'armature 2 sont évacués à l'extérieur de la structure arrière 6. 21 2900772 Les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c comprennent une pluralité d'ouvertures formées dans des zones en forme d'arc circonférentielles autour de la paroi surélevée 6d pour permettre à une partie d'un courant d'air de 5 refroidissement de sortie, créé par le ventilateur de refroidissement 15, de venir frapper l'ailette rayonnante à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71 après quoi le courant d'air de refroidissement de sortie est évacué à l'extérieur de la structure arrière 6. 10 Comme représenté sur la figure 1, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c comportent des parties d'ouverture intérieures 6ca formées en relation de face à face avec le ventilateur de refroidissement 15 et s'ouvrant vers l'intérieur, les bords circonférentiels intérieurs des parties 15 d'ouverture intérieures étant situés dans des positions radialement à l'intérieur d'une partie de diamètre extérieure du ventilateur de refroidissement 15. En outre, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c comportent des parties d'ouverture extérieures 6cb, exposées à l'extérieur de 20 la structure arrière 6, qui sont formées en relation de face à face avec l'ailette rayonnante à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71 pour amener le courant d'air de refroidissement de sortie à venir frapper ces éléments constitutifs en vue du refroidissement. 25 En outre, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c sont définies avec des pales fixes 6f, respectivement, qui s'étendent radialement à l'extérieur d'une périphérie extérieure de la paroi surélevée 6d vers une section de paroi en forme d'arc extérieure 6k de la structure arrière 6 pour guider 30 une partie du courant d'air de refroidissement de sortie provenant du ventilateur de refroidissement 15 vers l'ailette rayonnante à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71. Les pales fixes 6f servent de parois de séparation qui 35 séparent les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air voisines l'une de l'autre. Comme mieux représenté sur la figure 5, les pales fixes 6f s'étendent radialement de la section de paroi en forme d'arc extérieure 6k vers la paroi surélevée 6d suivant des formes progressivement courbes et 40 comportent des faces d'extrémité axiales 6fa axialement alignées sur la même hauteur qu'une face d'extrémité axiale 6da de la paroi surélevée 6d. En outre, la structure arrière 6 comprend en outre une section de structure en forme d'arc 6g qui s'étend circonférentiellement dans une zone entre la fenêtre d'entrée d'air 6a et les fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b. La section de structure en forme d'arc 6g comporte une face d'extrémité axiale 6ga axialement espacée vers l'intérieur de la face d'extrémité axiale 6da de la paroi surélevée 6d pour définir des secondes ouvertures d'entrée d'air 19 (se reporter à la figure 1) dans des zones entre la face d'extrémité axiale 6ga de la section de structure en forme d'arc 6g et l'ailette rayonnante à électrode négative 73 en communication avec les fenêtres d'entrée d'air 6a.

Ensuite, le fonctionnement et les effets avantageux de l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation sont décrits ci-dessous en détails. Tout d'abord, la description d'une circulation d'un courant d'air de refroidissement créé lors de la rotation du ventilateur 20 de refroidissement 15 est fournie. En fonctionnement, le ventilateur de refroidissement 15 tourne avec le rotor R d'une façon solidaire. A ce moment, le ventilateur de refroidissement crée une force centrifuge. Ceci amène des flux d'air à apparaître et à circuler à travers les 25 ouvertures d'entrée d'air 8b dans une direction comme représenté par une flèche "a" sur la figure 2 et des flux d'air à circuler à travers des secondes ouvertures d'entrée d'air 19, définies entre la face d'extrémité axiale 6ga de la section de structure en forme d'arc 6g et la face d'extrémité intérieure 73a de 30 l'ailette rayonnante à électrode négative 73, dans une direction comme représenté par une flèche "b" sur la figure 2. Les flux d'air, traversant les ouvertures d'entrée d'air 8b et les secondes ouvertures d'entrée d'air 19, circulent ensuite à travers les fenêtres d'entrée d'air 6a dans une zone 35 intérieure de la structure arrière 6. Ces flux d'air deviennent un écoulement tourbillonnaire en raison de l'action du ventilateur de refroidissement 15 et sont amenés à circuler radialement vers l'extérieur sous la forme de courants d'air de refroidissement de sortie. Ces courants d'air de refroidissement 40 circulent à travers les premières ouvertures de sortie d'air 6b et les secondes ouvertures de sortie d'air 6c dans des directions comme représenté par les flèches "c" et "d" sur la figure 2, respectivement. Avec l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation, l'ailette rayonnante à électrode positive 72 et l'ailette rayonnante à électrode négative 73 de l'unité de redressement 7 sont empilées l'une sur l'autre par l'intermédiaire de la feuille conduisant la chaleur 18. Ceci permet la conduction de la chaleur entre l'ailette rayonnante à électrode positive 72 et l'ailette rayonnante à électrode négative 73, permettant à l'unité de redressement 7 d'être refroidie sous une répartition de température uniformisée. En outre, du fait que l'ailette rayonnante à électrode négative 73 de l'unité de redressement 7 est montée de façon fixe sur la paroi surélevée 6d de la structure arrière 6 en contact avec celle-ci et que l'ailette rayonnante à électrode positive 72 est maintenue en contact direct avec le couvercle 8, la chaleur développée dans l'unité de redressement peut être dissipée à la fois vers la structure arrière 6 et le couvercle 8. Ainsi, la chaleur peut être dégagée à partir de la structure arrière 6 et le couvercle 8, en fournissant des effets de refroidissement améliorés. En particulier, du fait que le couvercle 8 est formé avec les ailettes de rayonnement de chaleur 8d, le couvercle 8 peut dégager de la chaleur vers l'atmosphère d'une manière très efficace. L'ailette rayonnante à électrode positive 72 comporte les segments en saillie vers l'intérieur 72a dépassant radialement vers l'intérieur depuis le bord périphérique intérieur de la section d'englobement 8a formée dans le couvercle 8 dans une position radiale où les ouvertures d'entrée d'air 8b sont formées. Une telle structure permet non seulement que la chaleur soit transférée vers la structure arrière 6 et le couvercle 8 mais également que les flux d'air, aspirés à travers les ouvertures d'entrée d'air 8b, viennent frapper les segments en saillie vers l'intérieur 72a de l'ailette rayonnante à électrode positive 72 en vue de refroidir ainsi celle-ci d'une manière efficace. En outre, le couvercle 8 est formée avec la pluralité de 40 parois de séparation inclinées 8c, chacune d'elles sépare les ouvertures d'entrée d'air circonférentiellement voisines 8b l'une de l'autre. Une telle structure entraîne un effet de réduction de l'entrée de matières étrangères à travers les ouvertures d'entrée d'air 8b et une augmentation des aires de surface de paroi de séparation 8c, des effets de refroidissement accrus des ailettes de rayonnement étant attendus. La structure arrière 6 comporte les fenêtres d'entrée d'air 6a pour aspirer un courant d'air de refroidissement et les fenêtres d'entrée d'air 6a sont ouvertes pratiquement à la même position que la position radiale des ouvertures d'entrée d'air 8b formées dans le couvercle 8. Un tel agencement structurel permet que les courants d'air de refroidissement, aspirés à partir des ouvertures d'entrée d'air 8b du couvercle 8, traversent les fenêtres d'entrée d'air 6a de la structure arrière 6 en étant intacts sans provoquer de déviation exceptionnelle du trajet de tels courants d'air de refroidissement. C'est-à-dire qu'un tel agencement structurel permet d'obtenir une résistance à la ventilation inférieure par rapport à celle d'un cas où les ouvertures d'entrée d'air 8b et les fenêtres d'entrée d'air 6a sont formées dans des positions radialement décalées. Ainsi, une combinaison entre la structure arrière 6 et le couvercle 8 aboutit à la capacité d'aspirer des courants d'air de refroidissement d'une façon très efficace.

En outre, la structure arrière 6 comporte les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c, formées dans la zone en forme d'arc radialement à l'extérieur de la paroi surélevée 6d, à travers lesquelles les courants d'air de refroidissement de sortie sont évacués de façon à venir frapper les ailettes rayonnantes à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71 après quoi les courants d'air de refroidissement de sortie sont évacués vers l'extérieur de la structure arrière 6. C'est-à-dire que les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c comportent des parties d'ouverture intérieures 6ca ouvertes vers l'intérieur de la structure arrière 6 au niveau des positions en relation de face à face avec le ventilateur de refroidissement 15, les bords radialement intérieurs des parties d'ouverture intérieures 6ca étant situés dans les zones radialement à l'intérieur de la partie de diamètre extérieure du ventilateur de refroidissement 15. En outre, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c comportent les parties d'ouverture extérieures 6cb formées en relation de face à face avec les électrodes rayonnantes à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71. Un tel agencement structurel permet qu'une partie du courant d'air de refroidissement de sortie provenant du ventilateur de refroidissement 15traverse les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c après quoi, la partie du courant d'air de refroidissement de sortie est évacuée vers les ailettes rayonnantes à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71 d'une manière efficace avec un effet de refroidissement accru.

En outre, les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c comportent les pales fixes 6f, s'étendant radialement vers l'axe de la structure arrière 6 suivant des configurations progressivement courbées, grâce auxquelles une partie du courant d'air de refroidissement de sortie provenant du ventilateur de refroidissement 15 est guidée et déviée dans une direction axiale de façon à venir frapper axialement sur les ailettes rayonnantes à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71. Avec une telle structure, les pales fixes 6f ramassent une partie d'un courant d'air tourbillonnaire (courant d'air de refroidissement de sortie) évacué dans une direction radiale par l'action du ventilateur de refroidissement 15, en déviant le flux de la partie du courant d'air tourbillonnaire qui circule dans une direction axiale à une vitesse progressive. Celle-ci amène la partie du courant d'air tourbillonnaire à être évacuée vers les ailettes rayonnantes à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71 à des angles plus proches d'un angle pratiquement droit par rapport à ces composants. Ceci aboutit à la capacité d'utiliser de façon efficace le courant d'air de refroidissement de sortie, traversant les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c, pour fournir un effet de refroidissement accru. En outre, du fait que les faces d'extrémité axiales 6fa des pales fixes 6f sont formées pour présenter la même hauteur axiale que la face d'extrémité axiale 6da de la paroi surélevée 6d, la face d'extrémité axiale 6fa des pales fixes 6f peut être maintenue en contact direct avec la face d'extrémité axiale 73a de l'ailette rayonnante à électrode négative 73 sans provoquer la formation d'un espace libre entre les pales fixes 6f et la face d'extrémité axiale 73a de l'ailette rayonnante à électrode négative 73. Dans un tel cas, aucune interférence n'apparaît entre les courants d'air de refroidissement de sortie provenant des secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air voisines 6c par l'intermédiaire des pales fixes 6f sans aucune formation d'écoulements turbulents. Ceci permet aux courants d'air de refroidissement de sortie provenant des secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air voisines 6c de refroidir des ailettes rayonnantes à électrode négative 73 et l'élément de redressement à électrode négative 71, en augmentant l'effet de refroidissement. En outre, l'agencement structurel dans lequel les ailettes rayonnantes à électrode négatives 73 sont maintenues en contact de butée avec la face d'extrémité axiale 6e de la paroi surélevée 6f permet à la paroi surélevée 6d de bloquer le mélange entre l'air d'entrée et l'air de sortie. Ceci aboutit à la capacité d'assurer des trajets de ventilation fiables comme prévu lors de la conception. Avec l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation, les secondes ouvertures d'entrée d'air 19 sont formées entre la face d'extrémité axiale 6ga de la section de section de structure 6g de la structure arrière 6 et la face d'extrémité axiale 73a des ailettes rayonnantes à électrode négative 73. Ceci permet que l'air atmosphérique soit aspiré non seulement à travers les ouvertures d'entrée d'air 8b, fournies dans le couvercle 8, mais également à travers les secondes ouvertures d'entrée d'air 19. Ceci entraîne une augmentation du débit du courant d'air de refroidissement, fournissant un effet de refroidissement accru.

C'est-à-dire que la simple présence des ouvertures d'entrée d'air 8b formées dans le couvercle 8 aboutit à un espace limité pour que les ouvertures d'entrée d'air 8b soient formées et une difficulté est rencontrée pour assurer une aire de surface d'ouverture totale des ouvertures d'entrée d'air 8b à un taux adéquat par opposition à une aire de surface d'ouverture totale des fenêtres de refroidissement de sortie d'air (telles que les premières fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6b et les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air 6c). Au contraire, l'utilisation de la surface de la structure arrière 6 sans aucune formation de la paroi surélevée 6d permet la formation des secondes ouvertures d'entrée d'air 19. Ceci entraîne une augmentation d'une aire de surface d'ouverture totale combinée avec les ouvertures d'entrée d'air 8b et les secondes ouvertures d'entrée d'air 19, en permettant une augmentation du volume d'un courant d'air de refroidissement avec un effet de refroidissement accru. En outre, du fait que les secondes ouvertures d'entrée d'air 19 sont formées dans une zone entre la face d'extrémité axiale 6ga de la section de structure 6g et la face d'extrémité axiale 73a des ailettes rayonnantes à électrode négative 73, les courants d'air de refroidissement aspirés à travers les secondes ouvertures d'entrée d'air 19 permettent de refroidir les ailettes rayonnantes à électrode négative 73 d'une manière efficace.

Avec l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation, la section d'englobement 8a du couvercle 8 englobe l'élément de redressement à électrode positive 70 et les voisinages associés suivant une relation pratiquement étanche. Ainsi, il n'est pas probable que l'air atmosphérique (courant d'air de refroidissement), aspiré à l'intérieur de la structure arrière 6 en raison de l'action du ventilateur de refroidissement 18, vienne directement frapper l'élément de redressement à électrode positive 71 et le boîtier de raccordement 74. Ceci empêche l'apparition de corrosion de l'élément de redressement à électrode positive 70 et des câblages associés, en faisant en sorte que toute eau salée mélangée dans le courant d'air de refroidissement n'affecte pas de façon néfaste l'élément de redressement à électrode positive 71 et le boîtier de raccordement 74.

En outre, du fait que le couvercle 8, englobant l'élément de redressement à électrode positive 70, est constitué de résine synthétique avec isolement électrique, il n'y a aucune crainte pour qu'un courant électrique fuie à travers le couvercle 8 à partir de l'ailette rayonnante a électrode positive 72 avec un potentiel de tension, en fournissant une contribution à une sécurité accrue. Ceci fournit un compromis entre l'amélioration de l'effet de refroidissement pour l'unité de redressement 7 et la protection de l'élément de redressement à électrode positive 70.

Avec l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation, en outre, du fait que l'ailette rayonnante à électrode positive 72 de l'unité de redressement 7 et l'ailette rayonnante à électrode négative 73 sont maintenues en contact de butée l'une avec l'autre par l'intermédiaire de la feuille conduisant la chaleur 18, l'alternateur de véhicule 1 peut présenter une longueur axiale réduite suivant une structure minimisée par opposition à la structure de l'alternateur de la technique apparentée où un trajet de ventilation est formé entre les ailettes rayonnantes 72 et 73. (Forme modifiée) Bien que l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation ait été décrit en faisant référence à une structure où l'unité de redressement 7 est montée sur la structure arrière 6 au niveau d'une zone extérieure de celle-ci, la présente invention n'est pas limitée à une telle structure. La présente invention peut être appliquée à un alternateur formé suivant une structure en tandem comprenant un ensemble d'enroulements d'armature 2 agencés pour générer des tensions de sortie à des niveaux de tension différents, tels que par exemple 12 V et 42 V. En outre, bien que l'alternateur de véhicule 1 du présent mode de réalisation ait été décrit en faisant référence à une structure dans laquelle la section d'englobement 8a du couvercle 8 est maintenue en contact direct avec une surface arrière de l'ailette rayonnante à électrode positive 72, un alternateur de véhicule lA peut prendre la forme d'une autre structure comme représenté sur la figure 8. C'est-à-dire que la section d'englobement 8a du couvercle 8 peut être maintenue en contact direct avec la surface arrière de l'ailette rayonnante à électrode positive 72 par l'intermédiaire d'une feuille conduisant la chaleur 100 comme représenté sur la figure 8. Tandis que les modes de réalisation spécifiques de la présente invention ont été décrits en détails, l'homme de l'art se rendra compte que diverses modifications et variantes à ces détails pourront être développées à la lumière des enseignements globaux de la description. Par exemple, le matériau de l'élément d'étanchéité comprend non seulement un caoutchouc de fluorocarbone mais également d'autres matériaux, ayant une résistance à la chaleur, tels que du caoutchouc de silicone ou autre. En outre, le gaz de mesure peut comprendre non seulement un gaz oxygène mais également d'autres composants de gaz tels que NOx, CO, HC ou autre. L'élément de capteur de gaz peut comprendre l'une quelconque des structures comprenant un type à empilement et un type cuvette.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1. Alternateur de véhicule comprenant : un stator comportant un enroulement d'armature, un rotor comportant un enroulement de champ, une structure métallique supportant le stator et le rotor, une unité de redressement, placée sur la structure au niveau d'une zone extérieure de celle-ci et redressant une tension alternative induite dans l'enroulement d'armature lors de la rotation du rotor, qui comprend un élément de redressement à électrode positive, un élément de redressement à électrode négative, une ailette rayonnante à électrode positive, portant sur celle-ci l'élément de redressement à électrode positive et une ailette rayonnante à électrode négative portant sur celle-ci l'élément de redressement à électrode négative, et un couvercle isolant avec lequel l'unité de redressement est recouverte, où l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive sont placées axialement de façon adjacente l'une par rapport à l'autre entre la structure arrière et le couvercle.

2. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive sont empilées l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'une feuille conduisant la chaleur et ayant une propriété d'isolation.

3. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel L'ailette rayonnante à électrode négative est assujettie de façon fixe à la structure en contact avec celle-ci.

4. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel l'ailette rayonnante à électrode positive est maintenue en contact direct avec le couvercle.

5. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le couvercle est maintenu en contact avec l'ailette rayonnante à électrode positive par l'intermédiaire d'une feuille conduisant la chaleur et ayant une conductivité thermique élevée.

6. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le couvercle présente une périphérie circonférentielle extérieure formée avec des ailettes de rayonnement de chaleur.

7. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le couvercle est formé avec des ouvertures d'entrée d'air destinées à aspirer les flux d'air à l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement, et où l'ailette rayonnante à électrode positive comporte une périphérie intérieure formée avec au moins une saillie s'étendant radialement vers l'intérieur et exposée aux ouvertures d'entrée d'air.

8. Alternateur de véhicule selon la revendication 7, dans lequel les ouvertures d'entrée d'air sont formées dans le couvercle suivant des configurations de rayons, et le couvercle comprend une pluralité de parois de séparation s'étendant radialement, chacune d'elles sépare les ouvertures d'entrée d'air qui sont adjacentes l'une à l'autre dans une direction circonférentielle et chacune d'elles est inclinée par rapport à un centre d'axe.

9. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel la structure comprend une paroi surélevée s'étendant circonférentiellement, ayant une face d'extrémité axiale avec laquelle l'ailette rayonnante à électrode négative est maintenue en contact de butée, des fenêtres d'entrée d'air destinées à aspirer les flux d'air à l'intérieur de la structure de trame et des fenêtres de refroidissement de sortie d'air destinées àévacuer les courants d'air de refroidissement, créés par le ventilateur de refroidissement, à l'extérieur de la structure arrière.

10. Alternateur de véhicule selon la revendication 9, dans lequel les fenêtres d'entrée d'air sont formées dans des zones radialement à l'intérieur de la paroi surélevée et ouvertes à des positions globalement et radialement identiques par rapport à celles dans lesquelles les ouvertures d'entrée d'air sont formées dans le couvercle.

11. Alternateur de véhicule selon la revendication 9, dans lequel les fenêtres de refroidissement de sortie d'air comprennent des premières fenêtres de refroidissement de sortie d'air formées dans la structure arrière au niveau d'une zone de diamètre extérieure, et des secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air formées dans des zones entre la paroi surélevée et une section de paroi en forme d'arc extérieure de la structure arrière pour permettre aux courants d'air de refroidissement, traversant les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air, d'être évacués vers l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative.

12. Alternateur de véhicule selon la revendication 11, dans lequel les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air comportent des parties d'ouverture intérieures, respectivement, qui sont placées en relation de face à face avec le ventilateur de refroidissement, de sorte que les bords périphériques intérieurs sont situés radialement à l'intérieur par rapport à une partie de diamètre extérieure du ventilateur de refroidissement, et des parties d'ouverture extérieures respectivement, qui sont formées en relation de face à face avec l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative.

13. Alternateur de véhicule selon la revendication 12, dans lequel les secondes fenêtres de refroidissement de sortie d'air comportent des pales fixes destinées à dévier un flux d'une partie d'un courant d'air de refroidissement de sortie créé par le ventilateur de refroidissement dans une direction axiale pour guider le flux de la partie du courant d'air de refroidissement de sortie vers l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative, et où les pales fixes comportent des faces d'extrémité axiales extérieures placées en relation de face à face avec l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative.

14. Alternateur de véhicule selon la revendication 9, dans lequel la structure comprend une section de structure, s'étendant suivant la circonférence dans une zone placée à l'écart de la paroi surélevée, qui comporte une face d'extrémité axiale axialement à l'intérieur par rapport à une face d'extrémité axiale de la paroi surélevée pour définir une seconde ouverture d'entrée d'air entre la face d'extrémité axiale de la section de structure et l'ailette rayonnante à électrode négative, et où la seconde ouverture d'entrée d'air communique avec la fenêtre d'entrée d'air suivant une position de proximité immédiate par rapport à la section de structure.

15. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le couvercle comprend une section d'englobement qui englobe collectivement l'élément de redressement à électrode positive et un voisinage associé pour empêcher le courant d'air de refroidissement aspiré vers l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement de venir frapper directement l'élément de redressement à électrode positive.

16. Alternateur de véhicule selon la revendication 1, dans lequel :la structure comporte une surface formée avec une paroi surélevée s'étendant circonférentiellement sur laquelle l'unité de redressement est montée de façon fixe, où l'unité de redressement comprend en outre une feuille conduisant la chaleur prise en sandwich entre l'ailette rayonnante à électrode négative et l'ailette rayonnante à électrode positive, et où l'ailette rayonnante à électrode négative est montée sur la paroi surélevée de la structure en contact de butée avec celle-ci et supporte l'élément de redressement à électrode négative de sorte que l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative font face à la paroi surélevée de la structure.

17. Alternateur de véhicule selon la revendication 16 dans lequel la première surface de la structure comprend une pluralité de pales fixes à extension radiale, s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à la paroi surélevée pour définir une pluralité d'ouvertures de sortie d'air, où les pales fixes comportent des configurations profilées, respectivement, pour diriger une partie du courant d'air de refroidissement, créé par le ventilateur de refroidissement, dans une direction axiale de la structure pour amener la partie du courant d'air de refroidissement à venir frapper l'ailette rayonnante à électrode négative et l'élément de redressement à électrode négative pour les refroidir.

18. Alternateur de véhicule selon la revendication 17, dans 30 lequel le couvercle comprend une section d'englobement qui recouvre complètement l'ailette rayonnante à électrode positive, l'élément de redressement à électrode positive et les câblages associés de façon étanche à l'air. 35

19. Alternateur de véhicule selon la revendication 18, dans lequel le couvercle comporte des fenêtres d'entrée d'air à travers lesquelles un flux d'air circule à l'intérieur de la structure 40 lors de la rotation du ventilateur de refroidissement, 35 2900772 l'ailette rayonnante à électrode positive comporte une pluralité de saillies s'étendant radialement vers l'intérieur par rapport à une périphérie intérieure du couvercle en vue d'une exposition aux fenêtres d'entrée d'air formées dans le 5 couvercle en vue du refroidissement avec le flux d'air.

20. Alternateur de véhicule comprenant : un stator comportant au mcins un enroulement d'armature, un rotor comportant un enroulement de champ, 10 une structure métallique supportant le stator et le rotor, au moins une unité de redressement montée sur la structure au niveau d'une zone extérieure de celle-ci et redressant au moins une tension alternative induite dans l'enroulement d'armature lors de la rotation du rotor, et 15 au moins un couvercle isolant destiné à recouvrir au moins une unité de redressement, où l'unité de redressement comprend un élément de redressement à électrode positive, un élément de redressement à électrode négative, une ailette rayonnante à électrode positive, 20 sur laquelle l'élément de redressement à électrode positive est monté, et une ailette de rayonnement à électrode négative sur laquelle l'élément de redressement à électrode négative est monté, et où le couvercle comprend une section d'englobement qui 25 englobe collectivement l'élément de redressement à électrode positive et un voisinage associé pour empêcher que le courant d'air de refroidissement aspiré à l'intérieur du couvercle en raison de la rotation du ventilateur de refroidissement ne vienne frapper directement l'élément de redressement à électrode positive.

21. Alternateur de véhicule selon la revendication 20, dans lequel : La structure comprend une première structure, en face des 35 premiers côtés du stator et du rotor et une seconde structure en face des autres côtés du stator et du rotor, et où l'unité de redressement est montée sur au moins l'une des première et seconde structures et est recouverte avec le couvercle. 40

22. Alternateur de véhicule selon la revendication 20, dans lequel : le couvercle comporte une périphérie circonférentielle extérieure formée avec les ailettes dégageant la chaleur. 5

23. Alternateur de véhicule selon la revendication 20, dans lequel : le couvercle est formé avec des ouvertures d'entrée d'air destinées à aspirer les flux d'air à l'intérieur du couvercle en 10 raison de la rotation du ventilateur de refroidissement, et où l'ailette rayonnante à électrode positive comporte une périphérie intérieure formée avec au moins une saillie s'étendant radialement à l'intérieur et exposée aux ouvertures d'entrée d'air. 15

24. Alternateur de véhicule selon la revendication 23, dans lequel : les ouvertures d'entrée d'air sont formées dans le couvercle suivant des configurations de rayons, et 20 le couvercle comprend une pluralité de parois de séparation s'étendant radialement, chacune d'elles sépare les ouvertures d'entrée d'air qui sont adjacentes l'une à l'autre dans une direction circonférentielle et chacune d'elles est inclinée par rapport à un centre d'axe.